Виктор Иванович Мяленко, доктор технических наук, профессор
г. Кемерово
Victor I. Myalenko, Dr.Sc.(Eng.), professor
Kemerovo
Цифровой двойник представляет собой виртуальную модель рабочего органа земледельческого орудия, позволяющую рассчитать и предвидеть его ожидаемое поведение в период всего срока эксплуатации.
(Цель исследования) Разработать алгоритм последовательных моделей, составляющих цифровой двойник рабочего органа земледельческого орудия.
(Материалы и методы) Первую составляющую алгоритма цифрового двойника определили методом ускоренных имитационных нагружений рабочего органа клина-рыхлителя, принятого в качестве объекта исследования. Вторую составляющую выявили методом тестирования различных почв с определением силовых эквивалентов. При описании последующих составляющих учитывали физико-механические свойства почв и материалы (упрочнения) для изготовления рабочих органов.
(Результаты и обсуждение) Показали, что алгоритм построения цифрового двойника рабочего органа земледельческого орудия складывается из цепочки последовательных действий и представляет систему цифрового описания рабочего органа, обеспечивающую нормативный срок службы при эксплуатации. В качестве первой составляющей алгоритма приняли результаты имитационного погружения, которые регистрируют характер распределения нормальных сил по поверхностям трения. Во второй составляющей учитывали результаты определения силового эквивалента при нагружении рабочего органа в условиях реальной почвенной среды. Выявили возможность построения карт интенсивностей абразивного износа поверхности трения, прогнозных расчетов элементов конструкции. Третью и четвертую составляющие применяли для обеспечения нормативного срока службы рабочего органа, исходя из минимальных затрат при изготовлении, соотнесенных к единице выработки нормативного ресурса.
(Выводы) Полученный алгоритм построения цифрового двойника – удобный инструмент при создании новых конструкций рабочих органов земледельческих орудий.
The digital twin is a virtual model of the agricultural tool working element that allows you to calculate and predict its expected behavior during the entire period of operation.
(Research purpose) To develop an algorithm for consistent models that make up the digital twin of the agricultural tool working element.
(Materials and methods) The fi rst component of the digital twin algorithm was determined by the method of accelerated imitation loading of the wedgelock ripper working element, which was accepted as the research object. The second component was determined by testing various soils with the specifi cation of power equivalents. The physical and mechanical properties of soils and materials (hardening) for the manufacture of working elements were taken into account during the description of the following components.
(Results and discussion) The author showed that the algorithm for constructing a digital twin of the agricultural tool working element consisted from a chain of successive actions and was a system for digital description of the working element, which ensured the standard lifetime during operation. The results of a simulated immersion which registered the nature of the normal forces distribution over the friction surfaces were accepted as the fi rst component of the algorithm. The second component – the results of determining the force equivalent when loading the working element in a real soil environment. The possibility of constructing maps of the intensity of the friction surface abrasive wear, predictive calculations of structural elements was revealed. The third and fourth components were used to ensure the working element standard lifetime, based on the minimum production costs, correlated to the standard resource unit of development.
(Conclusions) The resulting algorithm for constructing a digital twin is a convenient tool for creating new designs of agricultural tools working elements.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.